用土壤蛋白酶与过氧化氢酶表征有机碳对钛酸酯污染的影响(附件)
本研究是通过施用以酒糟作为有机碳于DEHP模拟污染土壤,从土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性的动态变化特征着手，初步阐明DEHP污染程度及施用有机碳对土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性的作用规律，并从两种酶活性变化的角度丰富DEHP污染土壤的生态毒理评价体系。结果表明，DEHP对土壤蛋白酶和过氧化氢酶作用与其土壤浓度有关，随着土壤中有机碳的增加，在试验一开始时酶的激活反应也跟着增加。但是随着时间的推移，DEHP对蛋白酶和过氧化氢酶活性产生了抑制作用，在试验后期，土壤酶活性又得到了一定程度的恢复。所以有机碳的施用有助于减轻DEHP在土壤中的生理毒性，DEHP的污染毒性随土壤有机碳浓度的增加而增加。合理控制施药浓度、对用药进行严格管理和控制土壤肥力是有效提高土壤酶活性和减轻环境污染的关键。关键字 蛋白酶，过氧化氢酶，DEHP，酒糟
目 录
1 引言...........................................................................................................................1
2 材料与方法 3
2.1 供试土壤与酒糟 3
2.2 供试酞酸酯 3
2.3 试验设计 3
2.4 测定内容和方法 4
2.5 数据处理............................................................................................................... 5
3 结果与讨论...............................................................................................................5
3.1 DEHP对不同肥力土壤蛋白酶活性的影响.........................................................5
3.2 有机碳对土壤蛋白酶的影响.................. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
.............................................................7
3.3 DEHP对不同肥力土壤过氧化氢酶活性的影响.................................................9
4 结论.... ............................................................................12
参考文献 ....13
致谢 ...15
1 引言
酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)通常为邻苯二甲酸及醇与酐类酯化反应生成的化合物,一般为挥发性很低的粘稠液体，是一种重要的塑料改性剂，在塑料占有较大的比例。邻苯二甲酸二(2乙基己基)酯(DEHP)在聚乙烯等塑料制品的增塑剂中是用量最大、应用最广的一种有机污染物。DEHP 的分子式为: C24H38O4，结构如图 1 所示，分子量约为390，在常温下时难溶于水，易溶于有机溶剂，与工业生产上大多数使用的合成树脂和橡胶有着良好的相容性[1]。DEHP的特征在物理化学上还是比较多的，它不仅有高流动性、较高的富集系数和电性能，而且对固体颗粒和生物体都有着很强的吸附性和亲和性。目前针对DEHP的研究结果表明，在一定的污染强度下，DEHP对土壤的生物化学过程，主要是物质循环和能量转化，和对土壤的生态系统的平衡都具有显著的负面影响[2]。
图1，DEHP的分子结构式
DEHP通过淋洗、迁移、蒸发等方式进入每个环境，也可以在塑料制品燃烧或生产过程中通过烟尘颗粒释放到环境中[3]。多数动物实验结果证明，DEHP不仅有致癌性和致畸性，而且还有生殖发育毒性、免疫毒性、等多种对动物的毒性，并具有引起甲状腺素代谢发生改变的类雌激素活性[4]。
土壤是酞酸酯污染物环境中重要的“库和源”。DEHP可通过塑料制品燃烧残留、固体废弃物排放、污水灌溉，施用的堆肥，沤肥等进入土壤。塑料膜如今已是土壤中DEHP污染的一个主要来源。据统计，我国覆膜土壤农用膜年残留量高达35万吨，残膜率已高达42%，而作为其主要成分的DEHP进人环境后，对农田生态系统造成了难以估计的后果[5]。目前DEHP已成为土壤环境中最常见的有机污染物之一[6]。现在大量研究证明PAEs物质具有雌激素效应，是典型的“三致”物质，被人们称为“全球第二个PCBs”。近年来有科学家对珠江三角洲地区典型植物基地有机污染物的含量和分布特征进行了严格的调查，结果显示，被污染的土壤中有机污染物含量以PAEs 的含量最高，单种化合物以 DEHP 的含量最高[7]。哈尔滨、大庆、邯郸等农业土壤中DEHP的含量也高达几十mg/kg[8]。但从目前来看，我国还没有制定土壤DEHP的控制标准，所以对于我国土壤中的污染状况调查还并不是很全面。按照美国对土壤DEHP控制标准，根据我国已有的调查数据来看，我国部分农业土壤中的DEHP含量已严格超过了标准，因此，土壤的DEHP污染已成为我国农业土壤退化、农产品质量差的主要表现形式之一[911]。土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它既能够体现污染土壤的生态系统稳定性，还拥有对环境进行修复的潜在功能。Robert等[12]在PAHs污染土壤中接种白腐真菌对其进行修复，结果发现，36天后被污染土样中分子量较低的PAHs降解率高达70%100%，而分子量较高的PAHs降解率相对较低达到50%60% 。潘澄等[13]考察了接种产漆酶真菌的PAHs污染土壤的修复效果，培养一个月之后发现，降解菌F1能降解污染土样中的PAHs，而且对分子量较高的PAHs降解效果很明显（苯并芘的降解率达到24.9%）。该试验同时指出土壤本身就存在对微生物的降解能力。王冬莹[14]在水稻试验田中同时加入DBP和氰戊菊酯，并将5%的降解菌接种到土壤中进行了一个月的培养，结果显示，接种处理土壤中DBP和氰戊菊酯的含量低于未接种处理的土壤，说明接种降解菌对污染土壤有明显的修复效果。
土壤酶是土壤各组成中最活跃的有机成分之一，主要来源于微生物，在土壤的生物化学过程、能量流动、物质循环过程中起着很重要的作用[1516]。它作为土壤的生物催化剂，不但可以表征土壤健康状况，而且还可以作为评价生态环境质量优劣、土壤生物化学过程效率的一个重要的生物指标[17]。蛋白酶在生物界存在很广泛,是水解酶类的一种，不仅能够催化无机磷酸释放和磷酸单酯水解,还能水解蛋白质、肽类为氨基酸。在土壤中，蛋白酶具有离体活性，能够参与土壤的氮素循环，但是残留在土壤中的重金属、有机污染物、高毒性农药残留等都可以抑制土壤蛋白酶的活性，因此，蛋白酶活性可以反映出土壤的环境质量优劣的情况[18]。过氧化氢酶也是一种非常重要的生物酶，在土壤中分布也相当的广泛，它能够促进土壤中的过氧化氢分解为H2O和O2，从而达到减轻和消除过氧化氢的危害的目的，在土壤生态系统的生物化学过程中起着重要的作用，其参与的活动和土壤性质关系非常密切[19]。所以，过氧化氢酶的活性与土壤的呼吸强度和微生物活动密切相关，可以由此反映出土壤微生物过程的性质，这是生物学上评价土壤肥力的重要指标之一。
目 录
1 引言...........................................................................................................................1
2 材料与方法 3
2.1 供试土壤与酒糟 3
2.2 供试酞酸酯 3
2.3 试验设计 3
2.4 测定内容和方法 4
2.5 数据处理............................................................................................................... 5
3 结果与讨论...............................................................................................................5
3.1 DEHP对不同肥力土壤蛋白酶活性的影响.........................................................5
3.2 有机碳对土壤蛋白酶的影响.................. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
.............................................................7
3.3 DEHP对不同肥力土壤过氧化氢酶活性的影响.................................................9
4 结论.... ............................................................................12
参考文献 ....13
致谢 ...15
1 引言
酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)通常为邻苯二甲酸及醇与酐类酯化反应生成的化合物,一般为挥发性很低的粘稠液体，是一种重要的塑料改性剂，在塑料占有较大的比例。邻苯二甲酸二(2乙基己基)酯(DEHP)在聚乙烯等塑料制品的增塑剂中是用量最大、应用最广的一种有机污染物。DEHP 的分子式为: C24H38O4，结构如图 1 所示，分子量约为390，在常温下时难溶于水，易溶于有机溶剂，与工业生产上大多数使用的合成树脂和橡胶有着良好的相容性[1]。DEHP的特征在物理化学上还是比较多的，它不仅有高流动性、较高的富集系数和电性能，而且对固体颗粒和生物体都有着很强的吸附性和亲和性。目前针对DEHP的研究结果表明，在一定的污染强度下，DEHP对土壤的生物化学过程，主要是物质循环和能量转化，和对土壤的生态系统的平衡都具有显著的负面影响[2]。
图1，DEHP的分子结构式
DEHP通过淋洗、迁移、蒸发等方式进入每个环境，也可以在塑料制品燃烧或生产过程中通过烟尘颗粒释放到环境中[3]。多数动物实验结果证明，DEHP不仅有致癌性和致畸性，而且还有生殖发育毒性、免疫毒性、等多种对动物的毒性，并具有引起甲状腺素代谢发生改变的类雌激素活性[4]。
土壤是酞酸酯污染物环境中重要的“库和源”。DEHP可通过塑料制品燃烧残留、固体废弃物排放、污水灌溉，施用的堆肥，沤肥等进入土壤。塑料膜如今已是土壤中DEHP污染的一个主要来源。据统计，我国覆膜土壤农用膜年残留量高达35万吨，残膜率已高达42%，而作为其主要成分的DEHP进人环境后，对农田生态系统造成了难以估计的后果[5]。目前DEHP已成为土壤环境中最常见的有机污染物之一[6]。现在大量研究证明PAEs物质具有雌激素效应，是典型的“三致”物质，被人们称为“全球第二个PCBs”。近年来有科学家对珠江三角洲地区典型植物基地有机污染物的含量和分布特征进行了严格的调查，结果显示，被污染的土壤中有机污染物含量以PAEs 的含量最高，单种化合物以 DEHP 的含量最高[7]。哈尔滨、大庆、邯郸等农业土壤中DEHP的含量也高达几十mg/kg[8]。但从目前来看，我国还没有制定土壤DEHP的控制标准，所以对于我国土壤中的污染状况调查还并不是很全面。按照美国对土壤DEHP控制标准，根据我国已有的调查数据来看，我国部分农业土壤中的DEHP含量已严格超过了标准，因此，土壤的DEHP污染已成为我国农业土壤退化、农产品质量差的主要表现形式之一[911]。土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它既能够体现污染土壤的生态系统稳定性，还拥有对环境进行修复的潜在功能。Robert等[12]在PAHs污染土壤中接种白腐真菌对其进行修复，结果发现，36天后被污染土样中分子量较低的PAHs降解率高达70%100%，而分子量较高的PAHs降解率相对较低达到50%60% 。潘澄等[13]考察了接种产漆酶真菌的PAHs污染土壤的修复效果，培养一个月之后发现，降解菌F1能降解污染土样中的PAHs，而且对分子量较高的PAHs降解效果很明显（苯并芘的降解率达到24.9%）。该试验同时指出土壤本身就存在对微生物的降解能力。王冬莹[14]在水稻试验田中同时加入DBP和氰戊菊酯，并将5%的降解菌接种到土壤中进行了一个月的培养，结果显示，接种处理土壤中DBP和氰戊菊酯的含量低于未接种处理的土壤，说明接种降解菌对污染土壤有明显的修复效果。
土壤酶是土壤各组成中最活跃的有机成分之一，主要来源于微生物，在土壤的生物化学过程、能量流动、物质循环过程中起着很重要的作用[1516]。它作为土壤的生物催化剂，不但可以表征土壤健康状况，而且还可以作为评价生态环境质量优劣、土壤生物化学过程效率的一个重要的生物指标[17]。蛋白酶在生物界存在很广泛,是水解酶类的一种，不仅能够催化无机磷酸释放和磷酸单酯水解,还能水解蛋白质、肽类为氨基酸。在土壤中，蛋白酶具有离体活性，能够参与土壤的氮素循环，但是残留在土壤中的重金属、有机污染物、高毒性农药残留等都可以抑制土壤蛋白酶的活性，因此，蛋白酶活性可以反映出土壤的环境质量优劣的情况[18]。过氧化氢酶也是一种非常重要的生物酶，在土壤中分布也相当的广泛，它能够促进土壤中的过氧化氢分解为H2O和O2，从而达到减轻和消除过氧化氢的危害的目的，在土壤生态系统的生物化学过程中起着重要的作用，其参与的活动和土壤性质关系非常密切[19]。所以，过氧化氢酶的活性与土壤的呼吸强度和微生物活动密切相关，可以由此反映出土壤微生物过程的性质，这是生物学上评价土壤肥力的重要指标之一。
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